Selbst die lautesten Donnerschläge sind nichts weiter als bewegte Luft. Der Blitz, eine gewaltige elektrische Entladung sendet unsichtbare Schallwellen aus. Aber man kann sie sehen und spüren, wenn man ein Blatt Papier nahe vor einen Lautsprecher hältt. Die verdrängten Luftteilchen, die Moleküle versetzen das Blatt in Schwingungen, es vibriert. Das gleiche passiert auch mit dem Trommelfell im Ohr, wenn Schallwellen eindringen. Der Weg des Schalls und die Lautsärke hängen von seiner Umgebung ab. Es gibt viele Möglichkeiten, Kindern in ihrer Umgebung die Existenz und Wirkung von Schallwellen zu demonstrieren.

Folgen Sie dem Weg des Schalls

Schall ist unsichtbar, braucht aber Stoffe wie zum Beispiel Luft oder Wasser, die ihn befördern. In einem luftleeren Raum, einem Vakuum wie im All, gibt es keine Geräusche, weil sich der Schall nicht fortbewegen kann. Im Weltraum ist es also mucksmäuschenstill.

Schallwellen bestehen aus dem Material ihrer Umgebung. In der Luft werden ihre unsichtbaren Bestandteile, die Moleküle, die sich wie kleine Gummibällchen bewegen, von „schallenden“ oder tönenden Gegenständen verdrängt.
Zupft man zum Beispiel an einem gedehnten Gummiband, schwingt es viele Male hin und her. Dabei werden die Luftmoleküle um das Gummiband herum auf der einen Seite zusammengedrückt und auf der anderen Seite auseinandergezogen. Abwechselnd entsteht eine Verdichtungs- und Unterdruckzone.
Die Abfolge von solchen Druckschwankungen nennt man Schwallwelle. Die Form, in der sie sich ausbreiten, gleicht den Wellen im Wasser, wenn man einen Stein in einen See wirft.
Je fester man am Gummiband zieht, umso heftiger ist der Druckunterschied zwischen den Zonen der Schallwellen. Das Geräusch ist lauter.
Mit zunehmender Entfernung von der Quelle des Schalls verteilt sich der Druck auf einen immer größeren Rauminhalt und verringert sich. Das Geräusch wird leiser.
Deshalb ist ein vorbeifahrendes Auto in der Nähe viel lauter als in der Entfernung.
Der Ton ist auch höher je schneller das Gummiband schwingt, und tiefer, wenn es langsamer wird.
Fährt ein Feuerwehrauto mit Sirene auf einen zu, ist der Ton höher, als wenn es von einem wegfährt. Das liegt daran, dass die Schallwellen vor dem fahrenden Auto zusammengedrückt werden. Der Druck wird größer und damit der Ton höher. Hinter dem Wagen werden die Schallwellen auseinandergezogen, der Druck geringer und damit der Ton tiefer.

Diese physikalische Erscheinung heißt Dopplereffekt, weil sie von dem Naturwissenschaftler Christian Johann Doppler (1803 - 1853) entdeckt wurde.

Schallwellen in flüssigen und festen Stoffen

Schallwellen bewegen sich schneller in flüssigen und festen Stoffen als in der Luft, deren Moleküle dichter aufeinander sitzen.
In reinem Wasser bewegt sich der Schall mit 1500 Metern pro Sekunde und im Stahl, einem sehr harten Metall, breitet er sich mit 6000 Metern pro Sekunde aus. Dagegen schafft er nur 340 Meter pro Sekunde in der Luft.
Das klingt gewaltig. Aber im Vergleich dazu, ist das Licht eine Million Mal schneller. Deshalb vergeht einige Zeit bis man, nachdem man den Blitz gesehen hat, den Donner hört.

Der Schall eines Flugzeuges, das 3000 m über der Erde fliegt, braucht ca. 10 Sekunden bis er unsere Ohren erreicht. Wenn Schallwellen auf ihrem Weg ein Hindernis antreffen, werden sie zurückgeworfen. In Sälen, wo die Wände weit auseinander stehen, kommt es zu einem unangenehmen Nachhall. Für ein verständliches Echo braucht es aber mindestens einen Abstand von 20 m. Ein mehrfaches Echo entsteht, wenn der Druck des Schalls stark genug ist.

Gruß raffisworld